Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

The influence of carbon nanotubes on rheological properties and the ability to absorb impact by shear thickening fluids based on G1000 and F3000 glycols

Adam Przybysław Odrobina

Abstract

The object of this study was to present the rheological and absorption properties of composites made of shear thickening fluids with addition of MWCNT nanotubes. Photos of the structure of Nan-o-Sil and KE-P250 silicas and MWCNT NC7000 nanotubes were made using scanning electron microscope (SEM). The fluids based on polypropylene glycols F3000 and G1000, with different volume concentrations of Nano silicon Nan-o-Sil and KE-P250, were produced. Their rheological properties were tested on a rotational rheometer. Four liquids, with relatively low initial viscosity showing dilatant phenomena, were selected for introduction of MWCNT. After adding MWCNT to the selected fluids their rheological properties were tested. Next, a "bandage" sample was made from a fluid of a lower initial viscosity containing nanotubes and a corresponding liquid without the addition of MWCNT. The last test was related to the ability of the samples to absorb impact energy. In terms of absorption, the sample with 55% KE-P250 0.1% CNT and F3000 liquid, best dissipated impact energy (about 50% in the first impact). Multi-walled nanotubes introduced new qualities for the 58%KE-P250 0.1% CNT G1000 liquid and demonstrated an increase in rheological parameters (critical shear rate increased from 2 to 0.25 1/s, and the maximum viscosity from 2361 to 47666 Pa*s).
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Adam Przybysław Odrobina (FMSE) Adam Przybysław Odrobina,, Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Title in Polish
Określenie wpływu nanorurek węglowych na właściwości reologiczne oraz zdolność do absorbcji siły uderzenia cieczy zagęszczanych ścinaniem na bazie glikoli G1000 oraz F3000
Supervisor
Marcin Leonowicz (FMSE/DCFM) Marcin Leonowicz,, Division of Construction and Functional Materials (FMSE/DCFM)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Certifying unit
Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Affiliation unit
Division of Construction and Functional Materials (FMSE/DCFM)
Study subject / specialization
, Inżynieria Materiałowa
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
06-02-2019
Issue date (year)
2019
Internal identifier
IM-D.002380
Reviewers
Marcin Leonowicz (FMSE/DCFM) Marcin Leonowicz,, Division of Construction and Functional Materials (FMSE/DCFM)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE) Bartosz Michalski (FMSE/DCFM) Bartosz Michalski,, Division of Construction and Functional Materials (FMSE/DCFM)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Keywords in Polish
nanorurki węglowe, MWCNT, ciecze zagęszczane ścinaniem, właściwości reologiczne, zdolność do absorpcji siły uderzenia, skaningowy mikroskop elektronowy, SEM
Keywords in English
carbon nanotubes, MWCNT, shear thickening fluids, silica-based shear thickening fluids, STF, rheology properties, ability to absorb impact, SEM, scanning electron microscope
Abstract in Polish
W niniejszej pracy przedstawiono właściwości reologiczne oraz absorpcyjne cieczy zagęszczanych ścinaniem z dodatkiem nanorurek węglowych MWCNT. Na początku wykonano zdjęcia struktury krzemionek Nan-o-Sil i KE-P250 oraz nanorurek MWCNT NC7000 na skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM). Następnie wytworzono ciecze zagęszczane ścinaniem na bazie glikolu polipropylenowego F3000 i G1000 o różnych objętościowych stężeniach nanokrzemionki Nan-o-Sil oraz KE-P250. Zbadano ich właściwości reologiczne na reometrze rotacyjnym. Wybrano cztery ciecze wykazujące zjawisko dylatacji o stosunkowo niskiej lepkości początkowej do wprowadzenia MWCNT. Po dodaniu MWCNT do wybranych cieczy zagęszczanych ścinaniem sprawdzono ich właściwości reologiczne. Następnie wykonano próbki typu „bandaż” z zawiesiny o mniejszej lepkości początkowej zawierającej nanorurki węglowe oraz odpowiadającą im ciecz bez dodatku MWCNT. Ostatnim badaniem było sprawdzenie zdolności do pochłaniania energii uderzenia wykonanych próbek. Najlepsze właściwości reologiczne wykazywała próbka z nanokrzemionką o objętościowym stężeniu 58% KE-P250 z dodatkiem 0,1% nanorurek wielościennych i z fazą nośną G1000. Wśród próbek badanych pod względem absorpcji próbka 55% KE-P250 0,1% CNT oraz F3000 najlepiej rozpraszała siłę uderzenia (ok 50% w pierwszym uderzeniu). Nanorurki wielościenne wprowadzone do badanych cieczy powodowały wzrost właściwości reologicznych, wyłącznie dla cieczy 58% KE-P250 0,1% CNT G1000 dla której krytyczna szybkość ścinania wzrosła z 2 do 0,25 1/s, a lepkość maksymalna z 2361 do 47666 Pa*s.
File
  • File: 1
    Praca_inżynierska_-_Adam_Odrobina.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 30800

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT53fa78ba4f0a40019aca5737d09d1088/
URN
urn:pw-repo:WUT53fa78ba4f0a40019aca5737d09d1088

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page